(57)【要約】【課題】個々のモーターの必要性を排除した液体冷却放熱モジュールを提供する。【解決手段】本発明の液体冷却放熱モジュールは、熱源１２が生成する熱を放散するもので、ファン２と、ファン２上に取付けられ、ファン２により駆動されるポンプ３と、ファン２に結合され、ポンプ３を収容する開孔４１を有するヒートシンク４と、ヒートシンク４の開孔４１内に設置され、ポンプ３と連通し、貫通孔５１を有すると共に、表面に、導流経路５２を形成する導流素子５と、からなり、ファン２の駆動により提供される動力により、液体冷却放熱モジュール内の作動流体が貫通孔５１，ポンプ３，導流経路５２を流経し、循環散熱させる。【選択図】図２
2006237591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体冷却放熱モジュールであって、
ファンと、
前記ファン上に取付けられ、前記ファンにより駆動されるポンプと、
前記ファンに結合され、前記ポンプを収容する開孔を有するヒートシンクと、
前記ヒートシンクの開孔内に設置され、前記ポンプと連通し、貫通孔を有すると共に、表面に、導流経路を形成する導流素子と、からなり、
前記ファンが提供する動力により、前記液体冷却放熱モジュール内の作動流体は、前記貫通孔，前記ポンプ，前記導流経路を経て循環流動し、散熱されることを特徴とする液体冷却放熱モジュール。
【請求項２】
前記導流素子はプラスチック，アルミニウム，或いは、金属材質で、前記ヒートシンクの開孔と密着することを特徴とする請求項１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項３】
前記導流経路は螺旋パターン，傾斜パターン，直線パターン，鋸歯パターン，階段パターン，或いは、その他の類似するパターンであることを特徴とする請求項１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項４】
前記ヒートシンクの開孔内壁は平滑表面で、前記導流素子が前記開孔内に挿入される時、前記導流経路は前記ヒートシンクの開孔内壁と前記導流素子の外表面の間に形成されるか、或いは、前記ヒートシンクの開孔内壁は、前記導流経路の形状に対応する経路を有し、前記導流素子が前記開孔内に挿入される時、前記導流経路は、前記ヒートシンクの開孔内壁と前記導流素子の外表面の間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項５】
前記ヒートシンクは、入口と出口を有し、前記入口と前記貫通孔は連通し、前記出口と前記導流経路は連通し、
前記液体冷却放熱モジュールは、更に、前記熱源に取付けられる伝熱ベースを有し、前記ヒートシンクの入口と出口にそれぞれ接続され、前記伝熱ベースと連通する導管により、前記熱源が作動時に生じる熱を前記作動流体に取り去らせることを特徴とする請求項１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項６】
前記ヒートシンクは前記作動流体を注入する注入口を有し、更に、注入口に挿入される緩衝弁を有することを特徴とする請求項１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項７】
前記緩衝弁は環形歯状構造で、使用する材料はソフトラバーで、その歯状上段は軸方向にシフトし、歯状下段は、前記注入口内壁と密着することを特徴とする請求項６に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項８】
更に、前記ヒートシンクの開孔末端を密封する蓋を有することを特徴とする請求項１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項９】
前記蓋は導熱材質，或いは、金属材質で、前記蓋の表面は前記熱源に取付けられることを特徴とする請求項８に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項１０】
前記ファンと前記ポンプは単一モーターで駆動されることを特徴とする請求項１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項１１】
更に、第一磁性体を有し、この第一磁性体は前記ファンのハブ頂部に設置されることを特徴とする請求項１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項１２】
前記ファンは、更に、金属シェルを含み、前記第一磁性体は、前記ハブの頂部内表面と前記金属シェルの頂部表面との間の空間内に設置されることを特徴とする請求項１１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項１３】
前記ファンは、更に、金属シェルを含み、前記ハブの頂部は開孔を有し、前記第一磁性体をその中に収容し、且つ、前記金属シェルにより保持されることを特徴とする請求項１１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項１４】
更に、第一磁性体を有し、この第一磁性体は前記ファンのベース底部に設置されることを特徴とする請求項１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項１５】
前記ポンプは、第二磁性体と固定座を有し、前記固定座は前記ファンに結合され、且つ、前記第二磁性体を収容する空間を有し、前記第一磁性体が前記ファンのロータに従って回転する時、磁力作用により、前記第二磁性体を回転させ、前記ポンプ内の作動流体を循環流動させることを特徴とする請求項１１または１４に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項１６】
前記第一磁性体と前記第二磁性体間にギャップを有し、前記第一磁性体と前記第二磁性体の間の軸方向、或いは、径方向の吸力作用を利用して前記ポンプを駆動させることを特徴とする請求項１５に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項１７】
前記第二磁性体は、プラスチックを包覆してなるプラスチックマグネットリングか、或いは、一体射出成型されたプラスチック磁性混合体であることを特徴とする請求項１５に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項１８】
前記ファンは回転軸を有し、前記回転軸の一端がベース外に延伸突出し、前記第一磁性体は前記回転軸の突出端に連結されることを特徴とする請求項１４に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項１９】
前記第一磁性体は、導磁鉄片とマグネットリングからなり、前記マグネットリングは前記導磁鉄片上に固定され、前記導磁鉄片と前記マグネットリングは、銅スリーブにより前記回転軸上に嵌接され、前記導磁鉄片，前記マグネットリング，前記銅スリーブは、前記回転軸に伴って一緒に回転することを特徴とする請求項１８に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項２０】
前記ファンは第一磁性体を有し、前記ポンプは第二磁性体を有し、この第二磁性体は、前記ファンのベースに形成される凹槽内に設置され、前記ファンの第一磁性体が回転する時、径方向の磁力作用により、前記第二磁性体を回転させ、前記ポンプ内の作動流体を循環流動させることを特徴とする請求項１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項２１】
液体冷却放熱モジュールであって、
ポンプと、
開孔を有し、前記開孔の一端が前記ポンプに連結され、もう一端は蓋により密封されるヒートシンクと、
前記ヒートシンクの開孔内に設置され、前記ポンプと連通する導流素子と、からなり、
前記ポンプの運転により、前記液体冷却放熱モジュール内の作動流体は、前記ポンプ，前記導流素子，前記ヒートシンク，及び、前記蓋の間に形成される密閉空間内で循環流動させて、熱源による熱を放散させることを特徴とする液体冷却放熱モジュール。
【請求項２２】
前記導流素子はプラスチック，アルミニウム，或いは、金属材質で、前記ヒートシンクの開孔と密着することを特徴とする請求項２１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項２３】
前記導流素子は、貫通孔、及び、前記貫通孔の表面に形成される導流経路を有し、前記導流経路は、螺旋パターン，傾斜パターン，直線紋パターン，鋸歯パターン，階段パターン，或いは、その他の類似するパターンであることを特徴とする請求項２１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項２４】
前記ヒートシンクの開孔内壁は平滑表面で、前記導流素子が前記開孔内に挿入される時、前記導流経路は前記ヒートシンクの開孔内壁と前記導流素子の外表面の間に形成されるか、或いは、前記ヒートシンクの開孔内壁は、前記導流経路の形状に対応する経路を有し、前記導流素子が前記開孔内に挿入される時、前記導流経路は、前記ヒートシンクの開孔内壁と前記導流素子の外表面の間に形成されることを特徴とする請求項２３に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項２５】
前記蓋は導熱材質，或いは、金属材質で、前記蓋の表面は前記熱源に取付けられることを特徴とする請求項２１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項２６】
ファンを有し、このファンが前記ヒートシンクに冷気を提供することを特徴とする請求項２１に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項２７】
前記ファンは前記ポンプに取付けられることを特徴とする請求項２６に記載の液体冷却放熱モジュール。
【請求項２８】
前記ファンと前記ポンプは単一モーターで駆動されることを特徴とする請求項２６に記載の液体冷却放熱モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体冷却放熱モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のコンピュータの作業効率、及び、機能的需要は目覚しく進歩している。処理速度がますます速くなり、コンピュータのCPUやその他の電子素子はある時間連続使用すると、高周波振動や電子的要素により温度上昇を生じ、適時に散熱しないと、電子素子が損壊し、その効率に影響する。一般に使用される散熱方式は、空冷式システムと水冷式システムの二種がある。空冷式システムは、ヒートシンク（Heat  sink）を散熱が必要な熱源上に設置し、熱源が生成する熱をヒートシンクの放熱フィン上に伝導させ、ファンにより冷気をフィン上に吹きつけ、熱を外界に放散する。しかし、この設計方式は、システム内部の高さと重量に制限を受け、また、高ワット数（１３０W以上）のCPUに応用する時、高回転速度のファンを使用しなければならないので、騒音レベルが高い、放熱能力不足などの問題が生じやすい。
【０００３】
この他、ハイレベルシステム中、空気を直接吹きかける散熱方式を使用して、CPUが生成する熱を放散するのは効果的な散熱が達成されず、もう一種の水冷システムを使用して熱を取り去り、大面積の領域により散熱させる方法でないと、効果的な散熱効果が得られない。しかし、この散熱方式は、ポンプを追加して冷水と熱水の交換を循環させる必要がある。
【０００４】
図１は、公知の高レベルシステムのCPUの水冷システムを示す図である。銅ベース１１の底面を、CPU１２の表面に取付け、CPU１２が生じる熱を迅速に銅ベース１１に伝導する。ポンプ１３により、導水管１４中の冷水を、銅ベース１１中のS型経路に導き、右側の入水口から流入し、左側の排出口から流出し（図の矢印で示される）、迅速に、CPU１２が生じる熱を取り去る。この時、導水管１４中の水は、CPU１２が生じる熱を吸収して熱水になり、ポンプ１３は、この熱水をヒートシンク１５のヒートパイプ１５１中に導き、熱を放熱フィン１５２上に伝導し、ファン１６が吹出する冷気は放熱フィン１５２上に累積した熱を外界に放散する。この時、導水管１４中の熱水は冷水に変わり、銅ベース１１に戻る。これにより、CPUが生じる熱を消散する。
【特許文献１】特開平５−３１７６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、水冷システム中は、連接する導水管が多いので、入水口，排出口の接続箇所と導水管の間の接合の信頼度が好ましくなく、また、水の注入と排出が難しいという問題がある。更に、システム全体が占有する空間と体積が相当大きく、軽薄短小の趨勢に符合しない。また、必要な素子が多く、且つ、装着が複雑で、製作コストも時間も大幅に増加する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の構想によると、本発明の液体冷却放熱モジュールは、ファンと、ファン上に取付けられ、ファンにより駆動されるポンプと、ファンに結合され、ポンプを収容する開孔を有するヒートシンクと、ヒートシンクの開孔内に設置され、ポンプと連通し、貫通孔を有すると共に、表面に、導流経路を形成する導流素子と、からなり、ファンの駆動により提供される動力により、液体冷却放熱モジュール内の作動流体は、貫通孔，ポンプ，導流経路を経て循環流動し、散熱される。
【０００７】
導流素子はプラスチック，アルミ，或いは、金属材質で、ヒートシンクの開孔と密着する。導流経路は、螺旋パターン，傾斜パターン，直線パターン，鋸歯パターン，階段パターン，或いは、その他の類似するパターンである。好ましくは、ヒートシンクの開孔内壁は平滑表面で、導流素子が開孔内に挿入される時、導流経路はヒートシンクの開孔内壁と導流素子の外表面の間に形成される。更に好ましくは、ヒートシンクの開孔内壁は、導流経路の形状に対応する経路を有し、導流素子が開孔内に挿入される時、導流経路は、ヒートシンクの開孔内壁と導流素子の外表面の間に形成される。
【０００８】
ヒートシンクは、入口と出口を有し、入口と貫通孔は連通し、出口と導流経路は連通する。液体冷却放熱モジュールは、更に、熱源に取付けられる伝熱ベースを有し、ヒートシンクの入口と出口にそれぞれ接続され、伝熱ベースと連通する導管により、熱源が作動時に生じる熱を作動流体に取り去らせる。
【０００９】
或いは、ヒートシンクは作動流体を注入する注入口を有する。液体冷却放熱モジュールは、更に、注入口に挿入される緩衝弁を有する。緩衝弁は、環形歯状構造で、その歯状上段は軸方向にシフトし、歯状下段は、注入口内壁と密着する。緩衝弁が使用する材料はソフトラバーである。
【００１０】
この他、液体冷却放熱モジュールは、更に、ヒートシンクの開孔末端を密封する蓋を有する。好ましくは、蓋は導熱材質，或いは、金属材質で、蓋の表面は熱源に取付けられる。
【００１１】
好ましくは、ファンとポンプは、単一モーターにより駆動される。
【００１２】
本発明の一実施例中、液体冷却放熱モジュールは、更に、ファンのハブ頂部に設置される第一磁性体を有し、ファンは、更に、金属シェルを含み、第一磁性体は、ハブの頂部内表面と金属シェルの頂部表面との間の空間内に設置される。
本発明のもう一つの実施例中、ファンは、更に、金属シェルを含み、ハブの頂部は開孔を有し、第一磁性体をその中に収容し、且つ、金属シェルにより承接される。
【００１３】
或いは、液体冷却放熱モジュールは、更に、ファンのベース底部に設置される第一磁性体を有する。
【００１４】
この他、ポンプは、第二磁性体と固定座を有し、固定座はファンに結合され、且つ、第二磁性体を収容する空間を有する。第一磁性体がファンのローターに従って回転する時、磁力作用により、第二磁性体を回転させ、ポンプ内の作動流体を循環流動させる。固定座は、ねじ止，係合，リベット締め，粘着，或いは、超音波溶接方式により、ファンと結合する。
【００１５】
第一磁性体と第二磁性体の間にはギャップを有し、第一磁性体と第二磁性体の間の軸方向、或いは、径方向の吸力作用を利用してポンプを駆動させる。第一磁性体と第二磁性体は、それぞれ、二極以上の磁化領域を有し、第一磁性体の磁化領域は、第二磁化体の磁化領域に対応すると共に、食い違い角を形成する。
【００１６】
この他、ポンプは、更に、固定座と密着するカバーを有し、第二磁性体をカバーと固定座の間の空間に載置する。カバーと固定座の接合箇所は、Ｏ型の防漏環を有する。
【００１７】
好ましくは、第二磁性体は、導流ブレードとマグネットリングから構成され、軸心に相対して回転し、ポンプの入口から流入する作動流体をポンプの出口に流向させ、導流ブレードの形状は、放射線状配列を呈する直線型か曲弧型構造である。更に好ましくは、第二磁性体は、プラスチックを包覆してなるプラスチックマグネットリングか、或いは、一体射出成型されたプラスチック磁性混合体である。
【００１８】
この他、ポンプ内に中心孔を有し、ベアリングと耐磨片をその中に収容し、固定座は、ポンプの軸心を固定し、軸心は、ベアリングにより支承され、ベアリングと軸心は、それぞれ、セラミック材料からなる。
【００１９】
本発明の更にもう一つの実施例中、ファンは、回転軸を有し、回転軸の一端がベース外に延伸突出し、第一磁性体は回転軸の突出端に連結される。第一磁性体は導磁鉄片とマグネットリングからなり、マグネットリングは導磁鉄片上に固定される。導磁鉄片とマグネットリングは、銅スリーブにより回転軸上に嵌接され、導磁鉄片，マグネットリング，銅スリーブは、回転軸に伴って一緒に回転する。
【００２０】
本発明の更にもう一つの実施例中、ファンは第一磁性体を有し、ポンプは第二磁性体を有し、この第二磁性体は、ファンのベースに形成される凹槽内に設置され、ファンの第一磁性体が回転する時、径方向の磁力作用により、第二磁性体を回転させ、ポンプ内の作動流体を循環流動させる。
【００２１】
好ましくは、ファンは直流ファンか交流ファンである。ヒートシンクは複数の放熱フィンを有する。
【００２２】
本発明のもう一つの構想によると、液体冷却放熱モジュールは、ポンプと、開孔を有し、開孔の一端がポンプに連結され、もう一端は蓋により密封されるヒートシンクと、ヒートシンクの開孔内に設置され、ポンプと連通する導流素子と、からなり、ポンプの運転により、液体冷却放熱モジュール内の作動流体は、ポンプ，導流素子，ヒートシンク，及び、蓋の間に形成される密閉空間内で循環流動させて、熱源による熱を放散させる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の設計方式は、ファンとポンプを結合し、個々のモーターの必要性を排除して、一つのモーターを共用し、運転動力を共用し、また、同時に、ファンとポンプの功能を提供できる。この他、ファン，ポンプ，ヒートシンクと伝熱ベースは一つの一体部、或いは、二つの一体部からなり、連接する導水管の数量を効果的に減少させ、導水管なしにもでき、信頼度を大幅に向上させ、漏水しにくいという長所が得られる。必要素子が少ないので、多くの材料を減少させ、総体積を縮小し、且つ、組み立て方式は完全にモジュール化されて、直接、交換が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、図２で示されるような、ファン２，ポンプ３，ヒートシンク４からなる液体冷却放熱モジュールを提供し、導管１０の底部に伝熱ベース９を接合し、伝熱ベース９の底表面は熱源１２（CPUなど）に取付けられ、この熱源１２から生成される熱を放散させる。液体冷却放熱モジュールは、主に、ファン２と、ファン２上に取付けられるポンプ３と、ファン２に結合され、ポンプ３を収容する中心円柱開孔４１を有するヒートシンク４と、ヒートシンク４の中心円柱開孔４１内に設置され、プラスチック，アルミ，或いは、金属等の材質からなり、中心に貫通孔５１を有すると共に、外表面に螺旋パターンの導流経路５２を形成する導流素子５と、からなる。液体冷却放熱モジュールを組み立てる時、導流素子５はヒートシンクの中心円柱開孔４１内に密着して挿入され、ヒートシンク４の円柱開孔４１の一端はファン２及びポンプ３に接合され、もう一端は、蓋６により密封される。
【００２５】
ヒートシンク４の底部に入口４０１を設け、入口４０１は導流素子５の中心貫通孔５１と連通して、熱源１２で生成される高温の作動液体（例えば、水）を引導流入する。ヒートシンク４の底部に出口４０２を設け、出口４０２は螺旋紋の導流経路５２の底端と連通する。ファン２とポンプ３が回転する時、作動流体を動かして、導流素子５の中心貫通孔５１に高温の作動流体を吸入し、ポンプ３の外周から流出し、導流素子５の外表面とヒートシンク４の円柱開孔４１の平滑な内壁表面の間に形成される螺旋パターンの導流経路５２に沿って、ヒートシンク４の底部（即ち、蓋６に近い一側）に作動流体を流す。高温の作動流体は、導流素子５の貫通孔５１と螺旋パターンの導流経路５２を通過して流れると同時に、作動流体により移動する熱はヒートシンク４の放熱フィン４４上に伝導され、ファン２が吹出する冷気により、放熱フィン４４上に累積した熱を迅速に外界に放散させる。この時、螺旋パターンの導流経路５２の底端に流れた作動流体は既に低温に変わり、図２の矢印で示されるように、出口４０２から流出し、熱源１２に戻し、熱源作動時に生じる熱を絶え間なく循環させて取り去る。
【００２６】
上述の螺旋パターンの導流経路５２は、傾斜パターンの導流経路や直線パターンの導流経路によって代替することができ、これらに限定せず、その他の階段状、鋸歯状、或いは、その他の類似するパターンなどに変更ができる。使用する導流素子５も、ヒートシンク４と同じ材料のアルミ材質を使用することができ、また前記平滑な内壁表面に代わって、ヒートシンク４の円柱孔４１内壁上に、導流素子５外表面の導流経路５２形状に対応する凹形の経路を形成することができる。この場合、導流素子５がヒートシンク４の中心円柱開孔４１内に挿入される時、導流素子５外表面とヒートシンク４の円柱開孔４１内壁との間に、導流経路５２が形成される。
【実施例１】
【００２７】
ファン２とポンプ３の結合部分について、更に詳しく説明する。まず、図３Ａは、本発明のファンとポンプの結合方式の第一実施例を示し、ファン２は、ローター２１と、このローター２１を軸支するベース２２とを有する。ローター２１の回転軸２１１一端はベース２底部外に延伸突出する。ポンプ３は、ファン２の空気出口若しくは入口に設置されるベース２２の底部に取付けられる固定座３１を有し、固定座３１とベース２２は、ねじ止，係合，リベット締め，粘着，或いは、超音波溶接方式により結合する。また固定座３１の一側とベース２２の間に第一空間を形成して、ここに第一磁性体を収容する。第一磁性体は、シート状の導磁鉄片３２とマグネットリング３３から構成され、マグネットリング３３は導磁鉄片３２上に貼附固定され、導磁鉄片３２とマグネットリング３３は、銅スリーブ３４により、ベース２２底部外に突出する回転軸２１１に嵌接され、導磁鉄片３２，マグネットリング３３，銅スリーブ３４を、回転軸２１１に伴って一緒に回転させる。ポンプ３内は中心孔を有し、セラミックベアリング３５と耐磨片３６をその中に収容し、固定座３１の反対側は、ポンプ３のセラミック軸心３７をその中心に固定すると共に、セラミックベアリング３５により支承する。ポンプ３は、固定座３１上を覆うプラスチック蓋３８を有して、固定座３１とプラスチック蓋３８は、ねじ止，係合，リベット締め，粘着，或いは、超音波溶接方式により結合する。プラスチック蓋３８が固定座３１に設置される時、Ｏ型防漏リング３０で、ポンプ３内の作動流体が漏れるのを防ぐ。この他、プラスチック蓋３８と固定座３１の間に第二空間を形成して、ポンプ３の第二磁性体３９を収容し、第二磁性体３９は、導流ブレード３９１とマグネットリング３９２から構成され、使用する作動流体は、ポンプ３上方の入口３０１から流入して、ポンプ３の出口３０２から流出する。
【００２８】
本発明の設計方式は、ファンとポンプを結合させ、一つの余分なモーターを省略し、ファンとポンプがモーターの運転動力を共用する。また、同時に、ファンとポンプの功能を提供することができる。その設計の原理は、ファンのモーターが回転する時、動力は、回転軸２１１により第一磁性体に伝達され、第一磁性体と第二磁性体３９の間にギャップを有し、第一磁性体が回転軸２１１に伴って回転する時、第一磁性体と第二磁性体の間の軸方向の磁吸力作用により、図３Ｂ及び図３Ｃで示されるように、同時に、ポンプの導流ブレード３９１を帯動して回転させ、作動流体がその中で循環流動できるようにする。この実施例中、第一磁性体と第二磁性体は、それぞれ、二極以上の磁化領域を有する。第一磁性体３２，３３と第二磁化体３９は、それぞれ、四個の磁化領域を有し、第一磁性体３３のＮ極領域は、第二磁性体３９のＳ極領域に対応しているときに、食い違い角を形成し、第二磁性体が第一磁性体に伴って回転できるようにして、導流ブレード３９１を帯動して回転させる。
【実施例２】
【００２９】
上述の実施例で採用される第一磁性体と第二磁性体の間の軸方向の磁力作用以外に、径方向の磁力作用に変化させることもできる。図４Ａは、ファンとポンプの結合方式の第二実施例を示し、その構造は、上述の第一実施例と概ね共通で、唯一の差異は、第一磁性体３２，３３と第二磁性体３９が径方向に配置され、第一磁性体の外径が第二磁性体の外径より小さく、第二磁性体は第一磁性体の径方向外側に設置されて、径方向の磁吸力作用を形成し、その磁化領域分布は、図４Ｂと図４Ｃで示される。
【実施例３】
【００３０】
この他、図５は、本発明が使用するファンとポンプの結合方式の第三実施例を示し、構造は、第一、或いは、第二実施例と似ており、唯一の差異は、ベース２２はファン２の内部に向けて凹入する凹槽２２１を有して、ここにポンプ３の第二磁性体３９のマグネットリング３９２を収容している。同時に、第一、或いは、第二実施例中で使用する第一磁性体に代わって、ファンのモーター内のマグネットリング２３を加長延伸すると共に、マグネットリング２３と第二磁性体のマグネットリング３９２を径方向に配置し、径方向の磁力作用を生成して、マグネットリング２３がファン２のステーター（シリコンスチール片）、及び、コイルとの作用で、ファン２を回転させるだけでなく、更に、直接、ポンプの第二磁性体３９と磁力作用を生成し、ポンプ２内の導流ブレード３９１を帯動して回転させる。
【００３１】
上述の第一〜第三実施例中、ポンプ３はファン２のベース２２底部に設置されてもいいし、ファン２のもう一側に設置されてもよく、即ち、ベース２２の相反する側であればよい。
【実施例４】
【００３２】
図６で示される第四実施例において、第一磁性体６０は、ローター２１のハブ２４の頂部内表面と金属シェル２５の頂部表面の間の空間に設置され、ポンプ３の固定座３１はファン２の外フレーム２６上に架設されて、ねじ止方式で組み合わせ固定するか、或いは、合わせて使用するヒートシンク上に固定する。第二磁性体３９は、固定座３１の凹槽内に設置され、プラスチック蓋３８により覆蓋される。その他の構造は上述の実施例とほぼ共通であるのでここに詳述しない。第一磁性体６０がローター２１に伴って回転する時、同時に、軸方向の磁吸力作用により第二磁性体３９を帯動して回転させ、ポンプ３内の作動流体を絶え間なく循環流動して散熱する。
【実施例５】
【００３３】
この他、図７は、本発明のファンとポンプの結合方式の第五実施例である。この実施例と上述の第四実施例は類似し、唯一の差異は、ハブ２４頂部に開孔を有し、第一磁性体６０をその中に設置し、且つ、金属シェル２５が第一磁性体６０を保持することである。その他の構造は第四実施例と完全に一致しており、ここに詳述しない。
【００３４】
注意すべきことは、上述の第一〜第五実施例におけるファンとポンプの結合方式はどれも、図２で示される液体冷却放熱モジュールに適用できることである。
【００３５】
上述の全ての実施例中、導流ブレード３９１とマグネットリング３９２は、別に製作した後、結合して第二磁性体３９に組み立ててもよいし、マグネットリング３９２をプラスチックで包覆してプラスチック磁性体にしてもよいし、或いは、一体射出成型のプラスチックとマグネットとを組み合わせたプラスチック磁性混合体でもよい。導流ブレードの形状は、放射線状配列の直線型構造か、曲弧型構造で、作動流体は、ポンプ３の上方中心に位置する入口３０１から進入後、導流ブレード３９１の回転により、作動流体を周囲に引導し、側辺の出口３０２に集めて流出する。
【００３６】
図８は、本発明の液体冷却放熱モジュールのもう一つの実施例を示し、その設計方式は図２の実施例と類似しているが、ヒートシンク４の底部には入口と出口がなく、設計方式の変更は、ヒートシンク４の中心円柱開孔４１の一端（ファンとポンプに近接する箇所）に注入口７を設け、作動流体を注入後、緩衝弁８を密着して挿入する。緩衝弁８の形状は環形歯状構造で、その歯状上段８１は軸方向に可動シフトし、歯状下段８２は注入口内壁と緊密に適合し、使用する材料はソフトラバーである。これにより、緩衝弁８は、作動流体の漏れを防止する以外に、導流経路５２の膨張収縮で生じる内部圧力を自動緩和することができる。この他、ヒートシンク４の円柱開孔４１のもう一端に、導熱材質或いは金属材質の蓋６を設置し、ヒートシンク４の円柱開孔４もう一端を密封する以外に、導熱金属蓋６の外表面が、直接、熱源に取付けられる。応用時、導熱金属蓋６の外表面に取付けられた熱源が生じる熱は、迅速に、導熱金属蓋６に伝導され、内部の作動流体を高温にする。この作動流体は、導流素子５の中心貫通孔５１とポンプ３の外周を経て、導流素子５とヒートシンク４の円柱開孔４１内壁の間に形成される導流経路５２に流入し、この時、作動流体中の熱は、迅速に、ヒートシンク４の放熱フィン４４上に伝導され、ファン２により吹き出る冷気により、フィン４４上に累積した熱を外界に逸散させ、ヒートシンク４の底部（導熱金属蓋に近接する箇所）に流れる作動流体を低温にし、循環散熱を継続する。ここでの作動流体の流動方向は、図８中の矢印で示される。同様に、第一〜第五実施例のファン２とポンプ３の結合方式は、どれも、ここでの液体冷却放熱モジュールに適用できる。
【００３７】
図９は、本発明の液体冷却放熱モジュールの更に別の実施例で、その設計方式は、図８の実施例と類似し、ヒートシンク４の中心円柱開孔４１の一端がポンプ３に取付けられ、もう一端は導熱金属蓋６により密封され、導流素子５は、中心円柱開孔４１内に設置され、ポンプ３，導流素子５，ヒートシンク４，及び、導熱金属蓋６で密閉空間を形成して、作動流体がその中を循環流動する。応用時、導熱金属蓋６の外表面は、直接、熱源と密着し、熱源が生成する熱を迅速に、導熱金属蓋６に伝導し、内部の作動流体を高温にする。この作動流体は、導流素子の中心貫通孔５１とポンプ３を経由し、導流素子５とヒートシンク４の円柱開孔４１内壁の間に形成される導流経路５２に流入し、この時、作動流体中の熱は、迅速に、ヒートシンク４の放熱フィン４４上に伝導され、この時、図９で示されるように、ファンをポンプ３に接続或いは取付けられる独立したファン２またはブロアが、冷気をフィン４４に吹き付け、フィン４４上に累積した熱を外界に放散させ、ヒートシンク４の底部（導熱金属蓋に近接する箇所）に流れる作動流体を低温にし、循環散熱を継続する。同様に、第一〜第五実施例のファン２とポンプ３の結合方式は、どれも、ここでの液体冷却放熱モジュールに適用できる。
【００３８】
上述のように、本発明の設計方式は、ファン２とポンプ３を結合し、個々のモーターの必要性を排除して、一つのモーター運転動力を共用し、また、同時に、ファンとポンプ３功能を提供できる。この他、ファン，ポンプ，ヒートシンクと伝熱ベースは一つの一体部、或いは、二つの一体部からなり、連接する導水管の数量を効果的に減少させ、場合によっては、導水管なしにもでき、信頼度を大幅に向上させ、漏水しにくいという長所が得られる。必要素子が少ないので、多くの材料を減少させ、総体積を縮小し、且つ、組み立て方式は完全にモジュール化されて、直接、交換が可能である。
【００３９】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変更や改変を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】公知の水冷放熱システムを示す図である。
【図２】本発明の液体冷却放熱モジュールの実施例を示す断面図である。
【図３Ａ】本発明の液体冷却放熱モジュール中のファンとポンプの結合方式の第一実施例を示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａ中の第一磁性体と第二磁性体の磁化分布における配置を示す図である。
【図３Ｃ】図３ＢのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４Ａ】本発明の液体冷却放熱モジュール中のファンとポンプの結合方式の第二実施例を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａ中の第一磁性体と第二磁性体の磁化分布における配置を示す図である。
【図４Ｃ】図４ＢのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の液体冷却放熱モジュール中のファンとポンプの結合方式の第三実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の液体冷却放熱モジュール中のファンとポンプの結合方式の第四実施例を示す断面図である。
【図７】本発明の液体冷却放熱モジュール中のファンとポンプの結合方式の第五実施例を示す断面図である。
【図８】別な本発明の液体冷却放熱モジュールにおける実施例を示す断面図である。
【図９】更に別な本発明の液体冷却放熱モジュールにおける実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  銅ベース
１２  CPU（熱源）
１３  ポンプ
１４  導水管
１５  ヒートシンク
１５１  ヒートパイプ
１５２  放熱フィン
１６  ファン
２  ファン
２１  ベース
３  ポンプ
４  ヒートシンク
４１  中心円柱開孔
５  導流素子
５１  貫通孔
５２  導流経路
６  蓋
４０１  入口
４０２  出口
４４  放熱フィン
７  注入口
８  緩衝弁
８１  歯状上段
８２  歯状下段
１０  導管
２１  ローター
２２  ベース
２６  フレーム
２１１  回転軸
３  ポンプ
３１  固定座
３２  導磁鉄片
３３  マグネットリング
３４  銅スリーブ
３５  セラミックベアリング
３６  耐磨片
３７  セラミック軸心
３８  プラスチック蓋
３９  第二磁性体
３９１  導流ブレード
３９２  マグネットリング
３０１  入口
３０２  出口
３０  Ｏ型防漏リング
２２１  凹槽
２３  マグネットリング
２４  ハブ
２５  金属シェル
６０  第一磁性体
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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